Transcript Fortran2 - Páginas Personales UNAM

FORTRAN 90
ESTRUCTURAS DE CONTROL
VARIABLE LOGICAL
• Una variable tipo LOGICAL puede contener
solamente dos valores .TRUE. o .FALSE.
Verdadero o falso.
• Fortran 90 tiene seis operadores relacionales:
<. <=, >, >=, ==, /=
• Cada uno de estos operadores relacionales toma dos
expresiones, compara los valores y devuelve .TRUE. o
.FALSE.
• Los valores COMPLEX pueden usar solamente == y /=
• Los valores LOGICAL pueden ser .EQV., .NEQV., .NOT.,
.OR., .AND., para comparación.
DECLARACIÓN IF-THEN-ELSE
Fortran tiene tres formas IF-THEN-ELSE
La más completa es IF-THEN-ELSE-IF-END IF
También la declaración IF sola puede ser útil.
Las expresiones lógicas se evalúan secuencialmente, es decir de
arriba para abajo, La secuencia de instrucciones que corresponda a
la expresión evaluada para .TRUE. será ejecutada.
• De otra manera la secuencia ELSE será ejecutada.
•
•
•
•
IF (expresion-logica-1) THEN
secuencia de declaraciones 1
ELSE IF (expresion-logica-2) THEN
secuencia de declaraciones 2
ELSE IF (expresion-logica-3) THEN
secuencia de declaraciones 3
ELSE IF (.....) THEN
...........
ELSE
secuencia de declaraciones
END IF
DECLARACIÓN IF-THEN-ELSE
• Dos ejemplos:
Encuentra el valor mínimo entre a, b y c y
guarda el resultado en Result:
IF (a < b
Result
ELSE IF (
Result
ELSE
Result
END IF
.AND. a < c) THEN
= a
b < a .AND. b < c) THEN
= b
= c
Calificación por letra:
IF (x <
Calif =
ELSE IF
Calif =
ELSE IF
Calif =
ELSE IF
Calif =
ELSE
Calif =
END IF
50) THEN
‘NA'
(x < 70) THEN
‘S'
(x < 80) THEN
‘R'
(x < 90) THEN
‘B'
‘MB'
DECLARACIÓN IF-THEN-ELSE
• La declaración ELSE-IF y la declaración ELSE son opcionales.
• Si la declaración ELSE no existe y ninguna de las expresiones lógicas
resulta .TRUE. ,la declaración IF-THEN-ELSE no tiene efecto.
Sin ELSE-IF
Sin ELSE
IF (expresion-logica-1) THEN
secuencia de declaraciones 1
ELSE
secuencia de declaraciones ELSE
END IF
IF (expresion-logica-1) THEN
secuencia de declaraciones 1
ELSE IF (expresion-logica-2) THEN
secuencia de declaraciones 2
ELSE IF (expresion-logica-3) THEN
secuencia de declaraciones 3
ELSE IF (.....) THEN
...........
END IF
EJEMPLO
• Dada una ecuación cuadrática 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0 , donde a ≠ 0 sus
raíces se calculan de la siguiente manera:
−𝑏 ± 𝑏2 − 4𝑎𝑐
𝑥=
2𝑎
PROGRAM EcuacionCuadratica
IMPLICIT NONE
REAL :: a, b, c
REAL :: d
REAL :: raiz1, raiz2
READ a, b,
WRITE(*,*)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*)
c
‘a = ’, a
‘b = ’, b
‘c = ’, c
d = b**2 – 4.0*a*c
IF (d >= 0.0) THEN
!¿Tiene solucion?
d = SQRT(d)
raiz1 = (-b + d)/(2.0*a) ! Raiz 1
raiz2 = (-b - d)/(2.0*a) ! Raiz 2
WRITE(*,*) ‘Las raices son', raiz1, ' &
y ', raiz2
ELSE
! Raices complejas
WRITE(*,*) ‘Na hay raices reales'
WRITE(*,*) 'Discriminante = ', d
END IF
END PROGRAM EcuacionCuadratica
EJEMPLO
• Si anexamos el caso de raíces repetidas.
IF (d >= 0.0) THEN
!¿Tiene solucion?
d = SQRT(d)
raiz1 = (-b + d)/(2.0*a) ! Raiz 1
raiz2 = (-b - d)/(2.0*a) ! Raiz 2
WRITE(*,*) ‘Las raices son', raiz1, ' y ', raiz2
!----------------------------------------ELSE IF (d == 0.0) THEN
!Raices repetidas
WRITE(*,*) ‘La raiz repetida es', -b/(2.0*a)
!----------------------------------------ELSE
! Raices complejas
WRITE(*,*) ‘Na hay raices reales'
WRITE(*,*) 'Discriminante = ', d
END IF
IF LÓGICO
• Cuando el IF lógico devuelve un valor .TRUE. La declaración es ejecutada
de lo contrario el programa sigue su curso.
IF (expresion-logica) declaracion
• Por ejemplo:
ElMenor = b
IF (a < b) ElMenor = a
DECLARACIÓN SELECT CASE
• Fortran 90 tiene la declaración SELECT CASE para la ejecución selectiva si el
criterio de selección está basado en valores simples, INTEGER, LOGICAL, y
CHARACTER. No es aplicable para valores REAL.
SELECT CASE (selector)
CASE (etiqueta-1)
declaraciones-1
CASE (etiqueta-2)
declaraciones-2
CASE (etiqueta-3)
declaraciones-3
!selector es una expresion
!variable INTEGER, LOGICAL
!etiqueta es un paquete de
!parametros del mismo tipo
!.......otros casos
CASE (etiqueta-n)
declaraciones-n
CASE DEFAULT
declaraciones-POR DEFECTO
END SELECT
que evalua una
o CHARACTER
constantes o
que el selector
DECLARACIÓN SELECT CASE
• Las etiquetas pueden tener las siguientes formas:
• valor1 – busca un valor específico
• valor1 : valor2 – valores entre valor1 y valor2, incluyendo valor
1 y valor 2, y valor1 menor o igual que valor 2
• valor1 : – valores más grandes o iguales que valor 1
• : valor2 – valores menores o iguales a valor2
• La declaración SELECT CASE se ejecuta de la siguiente forma:
• Compara el valor del selector con las etiquetas de cada caso. Si existe
una concordancia, se ejecutan las declaraciones correspondientes a ese
caso.
• Si no se encuentra una concordancia se ejecuta el caso DEFAULT o CASE
DEFAULT
EJEMPLO
• Este programa lee un caracter y determina si es una vocal, una consonante, un digito,
alguno de los cuatro operadores aritméticos, un espacio en blanco, o algún otro tipo de
caracter.
PROGRAM PruebaCaracter
IMPLICIT NONE
CHARACTER(LEN=1) :: Entrada
READ(*,*) Entrada
SELECT CASE (Entrada)
CASE ('A' : 'Z', 'a' : 'z')
! Descarta las letras
WRITE(*,*) ‘Se encontro una letra : "', Entrada, '"'
SELECT CASE (Entrada)
! ¿Una vocal?
CASE ('A', 'E', 'I', 'O', 'U', 'a', 'e', 'i', 'o','u')
WRITE(*,*) ‘Es una vocal'
CASE DEFAULT
! Debe ser una consonante
WRITE(*,*) ‘Es una consonante'
END SELECT
CASE ('0' : '9')
! Un digito
WRITE(*,*) ‘Se encontro un digito : "', Entrada, '"'
CASE ('+', '-', '*', '/')
! Un operador
WRITE(*,*) ‘Se encontro un operador : "', Input, '"'
CASE (' ')
! Espacio en blanco
WRITE(*,*) ‘Se encontro un espacio en blanco : "', Entrada, '"'
CASE DEFAULT
! Caracter especial
WRITE(*,*) 'Se encontro otro tipo de caracter : "', Entrada, '"'
END SELECT
END PROGRAM PruebaCaracter
EL BUCLE DO
• Fortran 90 tiene dos formas de bucle DO: El conteo DO y DO general.
• El DO de conteo tiene la siguiente forma:
DO var-control = inicial, final [, step]
declaraciones
END DO
• var-control es una variable INTEGER, inicial, final y step son
expresiones INTEGER; Sin embargo, step no puede ser cero.
• Si se omite el step, su valor por defecto es 1.
• Antes que un bucle-DO comience, las expresiones inicial, final y
step son evaluadas solamente una vez. Cuando se ejecute el
bucle-DO, estos valores no serán reevaluados.
• Si step es positivo, el DO incrementa la cuenta y si step es negativo,
el DO decrementa la cuenta.
EL BUCLE DO
• Si step es positivo:
• La var-control recibe el valor de inicial.
• Si el valor de var-control es menor o igual que el valor de final la
parte de declaraciones es ejecutada. Después, se le agrega el valor
de step a var-control, y vuelve a comparar los valores de varcontrol y final.
• Si el valor de var-control es mayor que el valor de final el bucle-DO
se completa y la declaración END DO es ejecutada.
• Si step es negativo:
• La var-control recibe el valor de inicial.
• Si el valor de var-control es mayor o igual que el valor de final la
parte de declaraciones es ejecutada. Después, se le agrega el valor
de step a var-control, y vuelve a comparar los valores de varcontrol y final.
• Si el valor de var-control es menor que el valor de final el bucle-DO
se completa y la declaración END DO es ejecutada.
EL BUCLE DO
• Dos ejemplos:
INTEGER :: N, k
! Enteros nones entre 1 y N
READ(*,*) N
WRITE(*,*) “Numero non entre 1 y “, N
DO k = 1, N, 2
WRITE(*,*) k
END DO
INTEGER, PARAMETER :: LONG = SELECTED_INT_KIND(15)
INTEGER(KIND=LONG) :: Factorial, i, N
READ(* *) N
READ(*,*) Factorial = 1_LONG
DO i = 1, N
Factorial = Factorial * i
END DO
WRITE(*,*) N, “! = “, Factorial
! Factorial de N
EL BUCLE DO CON EXIT
• El bucle-DO tiene la siguiente forma:
DO
Declaraciones
END DO
Las declaraciones serán ejecutadas repetidamente.
Para salir del bucle-DO, se usa EXIT o la declaración CYCLE.
La declaración EXIT lleva al flujo de control a la declaración END DO.
La declaración CYCLE comienza la siguiente iteración, ejecutando las declaraciones
de nuevo.
• Por ejemplo:
•
•
•
•
REAL, PARAMETER :: Menor = -1.0, Mayor = 1.0, Paso = 0.25
REAL :: x
x = Menor ! inicializando la variable de control
DO
IF (x > Mayor) EXIT ! es > valor-final?
WRITE(*,*) x ! no, haz el bucle
x = x + Paso ! Incrementa por tamaño de paso
END DO
EJEMPLO
• La función exp(𝑥) tiene una serie infinita:
𝑥2 𝑥3
𝑥𝑛
exp 𝑥 = 1 + 𝑥 + +
+ ⋯+
2! 3!
𝑛!
• Suma cada termino hasta que el valor absoluto del
termino es menor que una tolerancia, digamos 0.00001.
• Nota:
𝑥 𝑖+1
(𝑖+1)!
=
𝑥𝑖
𝑖!
𝑥
𝑖+1
EJEMPLO
PROGRAM Exponencial
IMPLICIT NONE
INTEGER :: Cuenta
REAL :: Term
REAL :: Sum
REAL :: X
REAL, PARAMETER :: Tolerancia = 0.00001
!
!
!
!
!
# de terminos utilizados
Un termino
La suma
La entrada x
tolerancia
READ(*,*) X
! lee x
Cuenta = 1
! El primer termino es 1
Sum = 1.0
! Por lo tanto, la suma comienza con 1
Term = X
! El segundo termino es x
DO
! Para cada termino
IF (ABS(Term) < Tolerancia) EXIT
! Si es muy pequeña, salir
Sum = Sum + Term
! Si no, agrega a la suma
Cuenta = Cuenta + 1
! Cuenta indica el siguiente termino
Term = Term * (X / Cuenta)
! Calcula el valor del siguiente termino
END DO
WRITE(*,*) 'Depues de ', Cuenta, ' iteraciones:'
WRITE(*,*) ' Exp(', X ,') = ', Sum
WRITE(*,*) ' De la funcion EXP() = ', EXP(X)
WRITE(*,*) ' Abs(Error) = ', ABS(Sum - EXP(X))
END PROGRAM Exponencial